Details of the Researcher

PHOTO

Kentaro Abe
Section
Graduate School of Life Sciences
Job title
Professor
Degree

  • 博士（生命科学） (Kyoto University)

Profile

生物の遺伝情報ととしてDNA（デオキシリボ核酸）が重要ですが、ヒトなどの種では、DNA上の情報のみでは生存し、子孫を残すことはできません。ヒトにおいては家族や社会を通じて受け継がれる言語や文化などの情報も遺伝すると考えることができ、このような世代を超えた知識の蓄積が今日の現代人類の繁栄をもたらしていると推測されます。一方で、言語など、ヒト固有と考えられている後天的な能力の多くは、適切なモデル動物の不在からその神経メカニズムなど多くの部分が分かっていません。鳥類の多くを占める鳴禽類（スズメ目）は、「歌」と呼ばれる複雑な音声シーケンスを用いて他個体とコミュニケーションをとります。さらに、鳴禽類の一部の種は生後にそのような音声シーケンスの使い方を学習して獲得するなど、鳴禽類の音声コミュニケーションとヒトの言語コミュニケーションとはいくつかの似た特性を持つことが知られています。私は、鳴禽類が音の並びを指標に音声情報を識別する能力の情報処理のメカニズム、およびそれを可能にする神経メカニズムとその生後発達のメカニズムを、動物ヴァーチャルリアリティ技術や脳内イメージング技術などの先端技術を駆使して明らかにすることに取り組んでいます。これにより、ヒトの言語理解など、高次音声情報処理に関わる神経メカニズムの生物学的基盤を明らかにすることを目的とし、さらには、これらのメカニズムを人為的に操作することで、後天的能力の獲得を促進するような教育システムの構築を目指しています。

　また、この様に経験に依存して脳が変容する過程では遺伝子発現の変化が神経回路の変化を主導します。この際、生体内で無数の遺伝子が複雑に発現変化しますが、それらを制御する主な機構の１つが転写制御因子による遺伝子発現制御です。我々は生体内における転写制御因子の活性を測定する手法を開発し、経験、発達、学習、または疾患の過程で、生体内の転写因子活性はダイナミックに変動することを明らかにしました。現在は、転写制御因子による遺伝子発現制御の機構とその生理意義を明らかにするとともに、それらの転写因子活性の働きに人為的に介入することによる疾患の予防・治療に取り組んでいます。

 

Research History 5

  • 2017/04 - Present
    Tohoku University　Graduate School of Life Sciences　Professor

  • 2013/06 - 2017/03
    Kyoto University　Graduate School of Medicine　Senior Instructor

  • 2010/10 - 2016/03
    JST　PRESTO Researcher

  • 2007/12 - 2013/05
    Kyoto University　Graduate School of Biostudies　Assistant Professor

  • 2007/04 - 2007/11
    RIKEN　Center for Developmental Biology　Researcher

Professional Memberships 1

  • 日本神経科学会

Research Interests 10

  • 人工知能

  • 自然言語処理

  • 生活習慣

  • 精神疾患

  • 学習

  • 計算言語学

  • コミュニケーション科学

  • 動物行動学

  • 細胞神経科学

  • 発達神経科学

Research Areas 5

  • Informatics / Intelligent informatics /

  • Life sciences / Animals: biochemistry, physiology, behavioral science /

  • Life sciences / Developmental biology /

  • Life sciences / Basic brain sciences /

  • Life sciences / Neuroscience - general /

Papers 25

  1. High-Throughput Assessment of Vocal Modulation Following Chemogenetic Inhibition in Songbirds Peer-reviewed

    Chenyi Song, Mizuki Fujibayashi, Kentaro Abe

    iScience　2026/02

    DOI： 10.1016/j.isci.2026.114981 　

  2. Chemogenetic activation induces persistent transcriptomic remodeling and functional plasticity in cultured astrocytes

    Momono Segawa, Hajime Yamamoto, Kentaro Abe

    bioRxiv　2026/01/21

    DOI： 10.64898/2026.01.20.700482 　

  3. Lentivirus-Mediated Measurement of Transcription Factor Activity in the Brain. International-journal Invited

    Kentaro Abe

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)　2974　119-129　2025/11

    DOI： 10.1007/978-1-0716-4807-0_10 　

    More details Close

    Transcription factors (TFs) play a pivotal role in the plastic changes of the brain. Measuring TF activity in vivo and uncovering changes under various physiological and pathophysiological conditions provide valuable insights into brain mechanisms. This protocol outlines a detailed procedure for measuring TF activity in the brain by using lentiviral vector (LV)-based TF reporters. The protocol covers the preparation of LV, injection of the vector into the mouse brain, mRNA processing from the tissue, and quantitative PCR-based calculation of TF activity.

  4. Transcription factors Lef1 and Rest stimulate recovery from depressive states International-journal Peer-reviewed

    Hajime Yamamoto, Satomi Araki, Ryoma Onodera, Yasuhiro Go, Kentaro Abe

    Neuropsychopharmacology　51　(5)　846-855　2025/10/07

    Publisher: Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41386-025-02259-0 　

    ISSN： 0893-133X

    eISSN： 1740-634X

    More details Close

    Abstract The depressive state, a hallmark of major depressive disorder (MDD) and frequently observed alongside various neurological diseases, is often characterized by the dysregulation of multiple genes, reflecting a complex and multifaceted pathology underlying its symptoms. To gain deeper insights into the role of transcription factors (TFs) in mediating depressive states, we performed a detailed analysis of transcription factor activity profiles (TFAPs) in mouse brains, employing a TF-activity reporter battery that enables evaluation of transcriptional activities of multiple TFs and endogenous gene expression patterns within the same samples. This approach identified two critical TFs, T-cell factor/lymphoid enhancer factor (TCF/LEF) and RE1-silencing transcription factor (REST), whose activities were closely associated with a depressive phenotype and the transcriptomic alterations observed in mice subjected to chronic social defeat stress. We also found significant alterations in genes downstream of both TCF/LEF and REST in the brains of human patients with MDD. Pharmacological assessment in mice revealed that the neuropsychiatric agents, lithium and sertraline, modulate TCF/LEF and REST activities both in vitro and in vivo. Genetic and pharmacological manipulations of TCF/LEF and REST activities in stress-exposed mice influenced the recovery from depressive states, with combined modulation of both TFs enhancing therapeutic outcomes. These findings underscore the critical roles of TCF/LEF and REST in driving the transcriptomic changes observed in the brain during recovery from a depressive state. TFAP analysis deepens our understanding of the molecular underpinnings of chronic disorders and offers the potential for novel therapeutic interventions.

  5. Distinct genetic responses to fluoxetine sertraline and citalopram in mouse cortical neurons Peer-reviewed

    Hajime Yamamoto, Kentaro Abe

    iScience　2025/10

    DOI： 10.1016/j.isci.2025.113800 　

  6. Consolidation of a recurrent choice pattern into a fixed action schema requires the orbitofrontal cortex

    2025/05/08

    DOI： 10.1101/2025.05.08.652969 　

  7. High-Throughput Assessment of Vocal Modulation Following Chemogenetic Inhibition in Songbirds

    Chenyi Song, Mizuki Fujibayashi, Kentaro Abe

    bioRxiv　2025/05/02

    DOI： 10.1101/2025.05.02.651591 　

  8. Dynamic activity changes in transcription factors: Unlocking the mechanisms regulating physiological changes in the brain Invited Peer-reviewed

    Kentaro Abe

    Neuroscience Research　214　16-22　2025/05

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.neures.2024.08.001 　

    ISSN： 0168-0102

  9. FinchGPT: a Transformer based language model for birdsong analysis

    Kosei Kobayashi, Kosuke Matsuzaki, Masaya Taniguchi, Keisuke Sakaguchi, Kentaro Inui, Kentaro Abe

    2025/02

    Publisher: arXiv

    DOI： 10.48550/arXiv.2502.00344 　

    More details Close

    The long-range dependencies among the tokens, which originate from hierarchical structures, are a defining hallmark of human language. However, whether similar dependencies exist within the sequential vocalization of non-human animals remains a topic of investigation. Transformer architectures, known for their ability to model long-range dependencies among tokens, provide a powerful tool for investigating this phenomenon. In this study, we employed the Transformer architecture to analyze the songs of Bengalese finch (Lonchura striata domestica), which are characterized by their highly variable and complex syllable sequences. To this end, we developed FinchGPT, a Transformer-based model trained on a textualized corpus of birdsongs, which outperformed other architecture models in this domain. Attention weight analysis revealed that FinchGPT effectively captures long-range dependencies within syllables sequences. Furthermore, reverse engineering approaches demonstrated the impact of computational and biological manipulations on its performance: restricting FinchGPT's attention span and disrupting birdsong syntax through the ablation of specific brain nuclei markedly influenced the model's outputs. Our study highlights the transformative potential of large language models (LLMs) in deciphering the complexities of animal vocalizations, offering a novel framework for exploring the structural properties of non-human communication systems while shedding light on the computational distinctions between biological brains and artificial neural networks.

  10. A behavioral analysis system MCFBM enables objective inference of songbirds’ attention during social interactions International-journal Peer-reviewed

    Mizuki Fujibayashi, Kentaro Abe

    Cell Reports Methods　100844　2024/09/03

    DOI： 10.1101/2023.12.22.573152 　

    More details Close

    Understanding animal behavior is crucial in behavioral neuroscience, aiming to unravel the mechanisms driving these behaviors. A significant milestone in this field is the analysis of behavioral reactions during social interactions. Despite their importance in social learning, the behavioral aspects of these interaction are not well understood in detail due to the lack of appropriate tools. We introduce a high-precision, marker-based motion-capture system for analyzing behavior in songbirds, accurately tracking body location and head direction in multiple freely moving finches during social interaction. Focusing on zebra finches, our analysis revealed variations in eye use based on individuals presented. We also observed behavioral changes during virtual and live presentations and a conditioned-learning paradigm. Additionally, the system effectively analyzed social interactions among mice. This system provides an efficient tool for advanced behavioral analysis in small animals and offers an objective method to infer their focus of attention.

  11. Goal-directed and flexible modulation of syllable sequence within birdsong International-journal Peer-reviewed

    Takuto Kawaji, Mizuki Fujibayashi, Kentaro Abe

    Nature Communications　15　(1)　3419-3419　2024/04/24

    DOI： 10.1038/s41467-024-47824-1 　

    More details Close

    Songs constitute a complex system of vocal signals for inter-individual communication in songbirds. Here, we elucidate the flexibility which songbirds exhibit in the organizing and sequencing of syllables within their songs. Utilizing a newly devised song decoder for quasi-real-time annotation, we execute an operant conditioning paradigm, with rewards contingent upon specific syllable syntax. Our analysis reveals that birds possess the capacity to modify the contents of their songs, adjust the repetition length of particular syllables and employing specific motifs. Notably, birds altered their syllable sequence in a goal-directed manner to obtain rewards. We demonstrate that such modulation occurs within a distinct song segment, with adjustments made within 10 minutes after cue presentation. Additionally, we identify the involvement of the parietal-basal ganglia pathway in orchestrating these flexible modulations of syllable sequences. Our findings unveil an unappreciated aspect of songbird communication, drawing parallels with human speech.

  12. Transcription factor activity profiling reveals the role of REST and LEF1 in the recovery from depression

    Hajime Yamamoto, Satomi Araki, Ryoma Onodera, Yasuhiro Go, Kentaro Abe

    bioRxiv　2023/12/03

    DOI： 10.1101/2023.11.30.569491 　

  13. Protocol for viral vector-mediated measurement of transcription factor activity of mouse brain. International-journal Peer-reviewed

    Hajime Yamamoto, Kentaro Abe

    STAR protocols　3　(3)　101633-101633　2022/09/16

    DOI： 10.1016/j.xpro.2022.101633 　

    More details Close

    Here, we provide a step-by-step protocol to measure the activities of multiple transcription factors (TFs) in the same mouse brain. This protocol includes a procedure to construct a virus-based TF activity reporter, in utero transfection, and PCR-based measurement of TF activity to obtain the transcription factor activity profile (TFAP). Our protocol facilitates a systematic analysis of TF activity of the brain in vivo and will aid trans-omics understanding of the molecular mechanism underlying the brain functions. For complete details on the use and execution of this protocol, please refer to Abe and Abe, (2022).

  14. PCR-based profiling of transcription factor activity in vivo by a virus-based reporter battery. International-journal Peer-reviewed

    Hitomi Abe, Kentaro Abe

    iScience　25　(3)　103927-103927　2022/03/18

    DOI： 10.1016/j.isci.2022.103927 　

    More details Close

    Understanding the molecular mechanisms of gene regulation is pivotal for understanding how cells establish and modify their identities and functions. Multiple transcription factors (TFs) coordinate to alter gene expression in cells; however, a method to quantitatively analyze the activity of each TF is lacking, particularly in vivo. Here, we introduce a viral-vector-based TF reporter battery that can be used to simultaneously analyze the activity of multiple TFs, visualized as the TF activity profile (TFAP) obtained by qPCR. We show that the cells possess distinct TFAPs that dynamically change according to experimental manipulation or physiological activity. We report a practical method to obtain the TFAP of a defined cell population and their experience-dependent changes in the mouse brain in vivo. The TFAP obtained by our method will help bridge the information gap between the genome and transcriptome and aid the multi-omics view of understanding the gene regulation system.

  15. The potential role of Arhgef33 RhoGEF in foveal development in the zebra finch retina. International-journal Peer-reviewed

    Takefumi Sugiyama, Haruka Yamamoto, Tetsuo Kon, Taro Chaya, Yoshihiro Omori, Yutaka Suzuki, Kentaro Abe, Dai Watanabe, Takahisa Furukawa

    Scientific reports　10　(1)　21450-21450　2020/12/08

    DOI： 10.1038/s41598-020-78452-6 　

    More details Close

    The fovea is a pit formed in the center of the retina that enables high-acuity vision in certain vertebrate species. While formation of the fovea fascinates many researchers, the molecular mechanisms underlying foveal development are poorly understood. In the current study, we histologically investigated foveal development in zebra finch (Taeniopygia guttata) and found that foveal pit formation begins just before post-hatch day 14 (P14). We next performed RNA-seq analysis to compare gene expression profiles between the central (foveal and parafoveal) and peripheral retina in zebra finch at P14. We found that the Arhgef33 expression is enriched in the middle layer of the inner nuclear layer at the parafovea, suggesting that Arhgef33 is dominantly expressed in Müller glial cells in the developing parafovea. We then performed a pull-down assay using Rhotekin-RBD and observed GEF activity of Arhgef33 against RhoA. We found that overexpression of Arhgef33 in HEK293 cells induces cell contraction and that Arhgef33 expression inhibits neurite extension in Neuro 2A cells, which is partially recovered by a Rho-kinase (ROCK) inhibitor. Taken together, we used zebra finch as a model animal to investigate foveal development and identified Arhgef33 as a candidate protein possibly involved in foveal development through modulating RhoA activity.

  16. Time-dependent localization of high- and low-sulfated keratan sulfates in the song nuclei of developing zebra finches Peer-reviewed

    Hisataka Fujimoto, Tomohiro Ohgomori, Kentaro Abe, Kenji Uchimura, Kenji Kadomatsu, Shozo Jinno

    EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE　42　(9)　2716-2725　2015/11

    DOI： 10.1111/ejn.13073 　

    ISSN： 0953-816X

    eISSN： 1460-9568

  17. Transgenic songbirds with suppressed or enhanced activity of CREB transcription factor Peer-reviewed

    Kentaro Abe, Sumiko Matsui, Dai Watanabe

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　112　(24)　7599-7604　2015/06

    DOI： 10.1073/pnas.1413484112 　

    ISSN： 0027-8424

  18. An Autoinhibited Structure of alpha-Catenin and Its Implications for Vinculin Recruitment to Adherens Junctions Peer-reviewed

    Noboru Ishiyama, Nobutoshi Tanaka, Kentaro Abe, Yoo Jeong Yang, Yazan M. Abbas, Masataka Umitsu, Bhushan Nagar, Stephanie A. Bueler, John L. Rubinstein, Masatoshi Takeichi, Mitsuhiko Ikura

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　288　(22)　15913-15925　2013/05

    DOI： 10.1074/jbc.M113.453928 　

    ISSN： 0021-9258

    eISSN： 1083-351X

  19. Songbirds possess the spontaneous ability to discriminate syntactic rules Peer-reviewed

    Kentaro Abe, Dai Watanabe

    NATURE NEUROSCIENCE　14　(8)　1067-U173　2011/08

    DOI： 10.1038/nn.2869 　

    ISSN： 1097-6256

  20. Neural activity-dependent regulation of gene expression in developing and mature neurons Peer-reviewed

    Kentaro Abe

    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION　50　(4)　261-271　2008/05

    DOI： 10.1111/j.1440-169x.2008.00999.x 　

    ISSN： 0012-1592

  21. EPLIN mediates linkage of the cadherin-catenin complex to F-actin and stabilizes the circumferential actin belt Peer-reviewed

    Kentaro Abe, Masatoshi Takeichi

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　105　(1)　13-19　2008/01

    DOI： 10.1073/pnas.0710504105 　

    ISSN： 0027-8424

  22. NMDA-receptor activation induces calpain-mediated beta-catenin cleavages for triggering gene expression Peer-reviewed

    Kentaro Abe, Masatoshi Takeichi

    NEURON　53　(3)　387-397　2007/02

    DOI： 10.1016/j.neuron.2007.01.016 　

    ISSN： 0896-6273

    eISSN： 1097-4199

  23. Synaptic contact dynamics controlled by cadherin and catenins Peer-reviewed

    M Takeichi, K Abe

    TRENDS IN CELL BIOLOGY　15　(4)　216-221　2005/04

    DOI： 10.1016/j.tcb.2005.02.002 　

    ISSN： 0962-8924

  24. Stability of dendritic spines and synaptic contacts is controlled by alpha N-catenin Peer-reviewed

    K Abe, O Chisaka, F van Roy, M Takeichi

    NATURE NEUROSCIENCE　7　(4)　357-363　2004/04

    DOI： 10.1038/nn1212 　

    ISSN： 1097-6256

  25. Cadherin regulates dendritic spine morphogenesis Peer-reviewed

    H Togashi, K Abe, A Mizoguchi, K Takaoka, O Chisaka, M Takeichi

    NEURON　35　(1)　77-89　2002/07

    DOI： 10.1016/S0896-6273(02)00748-1 　

    ISSN： 0896-6273

Show all ︎Show first 5

Misc. 1

  1. 個体間コミュニケーションからみた脳と人工知能の将来 Invited

    安部健太郎

    生体の科学　77　(1)　70-74　2026/02

Research Projects 20

  1. 動物個体間コミュニケーションの脳内機構解明

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(A)

    Institution: 東北大学

    2025/04/01 - 2030/03/31

  2. 対話コミュニケーション時の能動的推論の脳内機構

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 学術変革領域研究(A)

    Institution: 東北大学

    2026/04/01 - 2028/03/31

  3. 転写因子活性センサスによる脳変容ダイナミズムの解明

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 学術変革領域研究(A)

    Institution: 東北大学

    2024/04/01 - 2026/03/31

  4. コミュニュケーション時における親近感と違和感の脳内表象

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 学術変革領域研究(A)

    Institution: 東北大学

    2024/04/01 - 2026/03/31

  5. 鳥類コミュニケーションシグナルの解析から理解する言語の生成と認知の脳内機構

    安部健太郎, 乾健太郎, 小川芳樹

    Offer Organization: 東北大学

    System: 挑戦研究デュオ

    Institution: 東北大学

    2021/07 - 2026/03

  6. ヴァーチャル情報を利用した動物コミュニケーションシグナルの解読

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 挑戦的研究(萌芽)

    Institution: 東北大学

    2023/06/30 - 2025/03/31

  7. 脳変容メカニズムの解明のための転写因子活性センサス

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 学術変革領域研究(A)

    Institution: 東北大学

    2022/06/16 - 2024/03/31

  8. 学習や病態に影響するグリア可塑性の機構解明

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)

    Category: 学術変革領域研究(A)

    Institution: 東北大学

    2021/09/10 - 2023/03/31

    More details Close

    近年，グリアが脳の可塑的変化に寄与することが明らかになってきているが，その分子メカニズムの多くは不明である．また，炎症やうつ病などの病態に関連してグリアの状態の変化が起きることが知られている．このような細胞機能や発達・病態に伴う変化の背景には，細胞の状態を規定する遺伝子発現状態の長期的な変化がある．遺伝子発現を制御する転写因子は細胞の状態を司る「かなめ」であり，細胞機能の遂行や病態の進行過程には，転写因子の活性のダイナミックな変化および慢性的な活性変化があると考えられる．本研究では研究代表者によって近年開発された“脳内転写因子活性プロファイリング”により，神経細胞およびグリア細胞での学習や病態に伴う細胞内在の転写因子活性の変化を定量解析する．病態に依存して活性が変動する転写因子を明らかにした上で，それらを人為的に操作することによる脳機能への介入を目指す．本年度，生体組織内細胞の内在転写因子活性を細胞腫特異的に定量評価することを可能にする、レポーターウイルスの開発と、それを利用した転写因子活性プロファイリング技術の確立に成功し，論文発表した(Abe and Abe iScience 2022)。この手法を用いて，マウス生体内および培養大脳皮質細胞におけるグリア細胞および神経細胞における転写因子活性の定量と比較を行った。

  9. 動物コミュニケーションシグナルのリアルタイムフィードバック提示

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)

    Category: 挑戦的研究(萌芽)

    Institution: 東北大学

    2021/07/09 - 2023/03/31

    More details Close

    ヒトは音素を複雑に組み合わせた音声言語である「ことば」を使用し、他個体と意思疎通を図る。このように複雑な音声を使用する動物種は少なく、「ことば」による意思疎通はヒト固有の能力とされることも多い。鳥類の一類、鳴禽類も「歌」や「さえずり」と呼ばれる音素を複雑に組み合わせたシーケンスを用いてコミュニケーションを取得し、状況に応じて多彩なシーケンスからなる「さえずり」を発するため，ヒトの「ことば」の発声や理解の一部の神経機構を解析する動物モデルとして使用できる。本計画では、鳴禽類を防音箱中に隔離し、被験個体が発するさえずりをリアルタイムで解読するとともに液晶モニタ上のバーチャル個体を介して人工的に応答さえずりを提示するシステムを開発する。これにより音声シーケンスによるコミュニケーションを動物モデルにおいて実験室内で再現することを可能にする。この目的のため，本研究では，鳴禽類個体の発する「さえずり」中の音声シーケンスを迅速に解析するプログラムを作成する。また，鳴禽類個体に対し擬似的な状況を提示しそれに応じて発せられる「さえずり」を記録，その音声解析を行い状況に応じて発せられる音声パターンの違いを明らかにする。また被験個体の「さえずり」発声後に迅速にその内容を解析し，それに応じた人為シグナル提示するセットアップを確立する。また，そのような人為シグナルに対する被験個体の応答を音声，行動，そして脳活動の観点から記録し，被験個体がどのようにその人為シグナル評価するのかを明らかにする。

  10. 記憶形成タイムコースを担う脳内機構の解明と制御 Competitive

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(Ｂ)

    2019/04 - 2023/03

  11. ストレス経験が長期にわたり個体に及ぼす影響の解明と制御 Competitive

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本医療研究開発機構

    System: 革新的先端研究開発支援事業PRIME

    2018/10 - 2022/03

  12. 個性を創り出す脳内転写因子活性の定量評価

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)

    Category: 新学術領域研究(研究領域提案型)

    Institution: 東北大学

    2019/04/01 - 2021/03/31

    More details Close

    動物の「個性」は個体の行動パターンに現れるが、先天的要因であるゲノムの違いが行動や反応などの「個性」の形成に重要であることが知られる。一方で、同じゲノム情報をもつ個体も違った行動パターンを取得することから、同じゲノムをもつ動物が如何にして異なる「個性」を獲得していくのかなど、「個性」を生み出すメカニズムについては不明な部分が多い。本研究では、脳内の遺伝子発現プロファイルの慢性的な変化が個性を生み出すと考え、申請者の独自開発技術により、それらの発現プロファイルを直接作り出す転写因子の活性をマウス(Mus musculus)のin vivo脳内で定量計測する。本研究期間においては、先天的な遺伝情報の違いによる個性的行動の背景にある脳内転写因子活性の違い、また、同じゲノムをもつ個体においても育成環境・飼育環境による行動の違いに着目し、環境要因依存的な脳内転写因子活性の変化とその生理的意義について明らかにする。本年度は、マウスの系統による恐怖条件付け学習やオープンフィールドでの行動パターンの差異を生み出す機構について、脳内転写因子活性の評価をおこなった。また、生後育成環境や生活環境による社会相互作用傾向および行動パターンの違いを確認し、それらの背景にある脳内転写因子活性の違いについての解析を行った。先天的なゲノム情報および、後天的な生育環境の違いにより脳内の転写因子活性の違いが生じ、それが遺伝子発現プロファイルの変化を介して「個性」へ影響を及ぼす可能性が示された。

  13. 神経活動依存的な遺伝子発現システムの構成的解析 Competitive

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(B) (特設分野)

    2016/07 - 2020/03

  14. 生体脳内の転写因子活性の可視化と制御 Competitive

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    2016/04 - 2019/03

  15. Neural circuit basis of learning and crystallization of vocal behavior

    Watanabe Dai, ABE kentaro, MATSUI ryosuke, HAMAGUCHI kosuke, YAWATA satoshi, NISHIMURA chika, NISHIOKA tadaaki, YAGI hiroki, OKUNOMIYA taro

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    Institution: Kyoto University

    2014/07 - 2019/03

    More details Close

    We generated transgenic songbirds to manipulate the transcription factor CREB , which controls gene expression in an activity dependent manner. We compared song similarity to tutor birds' songs between CREB mutants and wild type. We found that the dominant negative CREB mutant transgenic birds developed songs with reduced similarity in comparison with wild type birds. In contrast, no significant difference was observed in calls between wild types and CREB transgenics. These results indicate that CREB activation is essential for the vocal learning (Abe et al., PNAS 2015). To study the relationship between neural activity and activity-dependent intracellular signaling, we devised a novel endomicroscopy. Using this endomicroscopy, we successfully measured the neural activity and ERK activity at a single-cell resolution in a freely behaving animal.

  16. Neural basis of syntactic information processing

    Watanabe Dai, Abe Kentaro, Hamaguchi Kosuke, Matsui Ryosuke, Hasegawa Taku

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    Institution: Kyoto University

    2012/05 - 2017/03

    More details Close

    Songbirds communicate using vocal signals termed "songs" which are postnatally acquired by imitating conspecific adult vocalization like human languages, in addition to "calls" which are generally innate. To explore the development of the vocal system, which enables precise temporal control of vocal signals, we studied using transgenic songbirds. As a result, we found that genetic manipulation of activity of cAMP response element-binding protein (CREB) does not affect call development, while suppression of CREB activity significantly impairs song development. This indicates that neural-activity dependent gene regulation through CREB activity is essential for the establishment of vocalization which is acquired through imitative learning process.

  17. 後天的な音声コミュニケーションの神経機構とその発達メカニズムの解明 Competitive

    安部 健太郎

    Offer Organization: 科学技術振興機構

    System: 戦略的創造研究推進事業（さきがけ）「脳神経回路の形成・動作と制御」

    2010/10 - 2016/03

  18. 先天的情報と後天的情報を繋ぐ神経活動依存的遺伝子発現機構 Competitive

    安部 健太郎

    Offer Organization: 文部科学省

    System: 科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))

    2013/04 - 2015/03

  19. A research on the neural mechanism and the development of postnatally acquired auditory communication of songbirds. Competitive

    ABE Kentaro

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    Institution: Kyoto University

    2010/04 - 2012/03

    More details Close

    Little is known about the mechanism by which animal spiecies postnatally acquire various abilities through the postnatal interaction with other individuals. The present research studied the neuronal and the develpmental mechanism of the ability of the avian songbirds to discriminate the sequential information in auditory stimulus. The results of this study may contribute to reveal the bioligical bases of the complex auditory information processing such as those involved in the speech comprehension of humans.

  20. シナプスの構造的可塑性の接着分子による制御機構

    安部 健太郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 京都大学

    2004 - 2006

    More details Close

    これまでに私はカドヘリン・カテニン細胞接着機構がシナプスにおけるシナプス前後細胞間の接着の安定性に重要であることを示した.一方,シナプスの結合の安定性は神経活動によって制御されることが報告されている.よって,神経活動がシナプスでのカドヘリン・カテニンによる細胞接着活性を制御している可能性が想定された.この想定に基づき,本年度では培養した海馬神経細胞において薬理学的に神経活動を上昇させたときに引き起こされるカドヘリン・カテニンの生化学的な変化を探求した.その結果,NMDA型グルタミン受容体を活性化する神経活動刺激により,β-カテニンのアミノ末領域の切断がおきることを明らかにし,タンパク分解酵素カルパインがβ-カテニンのアミノ末領域を直接切断することを明らかにした.神経活動依存的に切断されたβ-カテニンの断片は全長分子より安定となり,細胞内に蓄積し,神経細胞の核へ移行した.また,この断片は核で転写因子Tcf/Lefと結合し,遺伝子の転写を活性化することを明らかにした.β-カテニンの安定化による遺伝子転写の活性化として,分泌タンパクWnt依存的なものが知られているが,本研究で明らかにしたβ-カテニンの切断による遺伝子転写の活性化はWntとは関係なく起こることがわかり,神経細胞における新たな遺伝子転写の活性化メカニズムであることが分かった.また,生体マウスでの解析により,同様な神経活動依存的なβ-カテニンの切断と,遺伝子転写の活性化は,マウス新規探索行動後にも観察されることを明らかにし,生理的な条件においても今回明らかにした遺伝子調節機構が働いていることを示した.

Show all Show first 5